一种用于数码喷印与uv固化的生漆油墨及其调制方法

文档序号:9230272阅读:721来源:国知局
一种用于数码喷印与uv固化的生漆油墨及其调制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及的是一种用于数码喷印与UV固化的生漆油墨及其调制方法,属于数 码喷墨印刷技术、UV固化技术、生漆等多个技术领域。针对生漆因自身粘稠不能用于小孔 径喷涂的缺陷,通过对生漆与油墨的改性处理实现漆艺彩绘从单纯传统人工制作向传统工 艺和数字化相结合生产的转变。
【背景技术】
[0002] 以中国生漆为例,生漆的化学成分主要是漆酚(60%~70%)、漆多糖(5%~7%)、漆 酶(〈1. 0%)和水分(20%~30%)。生漆漆膜具有突出的耐久性、高装饰性、抗菌性、氧化稳定 性、耐腐蚀性及环境友好性等优良性能,被广泛应用。但生漆因其涂饰工艺周期长、成本高、 效率低、具有很强的致敏性、耐碱与耐紫外线较差并且难以喷涂工艺要求高且工序复杂,在 日常生产中难以满足现代工业化生产的条件要求。生漆中的主要成份是漆酚,漆酚是邻苯 二酚的衍生物,苯环上有两个酚羟基,又含不止一个C=C双键的长侧链,能够进行多种化学 反应。苯环上羟基是邻、对位取代反应的定位基团,羟基本身以及侧链的C=C双键都是易起 化学反应的活泼点。
[0003] 而数码喷印技术是当今发展最快的技术领域之一,它是一种无接触、无压力、无印 版的数字成像技术。UV油墨在光固化印刷技术中有着有机挥发物零排放、低能耗、适合于各 种承印物、即时干燥而喷墨前不干燥、对喷头无堵塞等特点。目前在印刷行业,光固化技术 是一种较为先进的新技术,光固化技术又主要以紫外光光固化为主,其余还有红外光、可见 光固化等。UV固化是指利用紫外线的能量,使油墨连结料的分子产生聚合,是固化墨滴的一 种技术,具有干燥迅速,可在线作业;无挥发性溶剂,减少环境污染;节省能源消耗;印品稳 定性好等优点。将生漆与数码喷印技术、UV固化技术结合起来对于家具制造行业也是一种 新的契机。
[0004] 预聚物是油墨中的主要成膜物质,它的性能决定了油墨成膜的主要性能。而光固 化油墨的预聚物中一般有C=C双键和环氧基团,在光照下可以进一步反应。而生漆中的漆 酚也可以进行环氧改性,将生漆改形成为充当一种预聚物,调配成一种UV光固化油墨,使 此油墨具有生漆及油墨二者共同的优点,具有空前的意义。
[0005] 目前国内将生漆与数码喷印技术结合到一起的研宄非常有限,并未发现将UV油 墨与生漆及改性生漆结合起来用于数码喷印技术和UV固化技术的研宄和专利文献。

【发明内容】

[0006] 本发明提出的是一种用于数码喷印与UV固化的生漆油墨及其调制方法,其目的 主要是克服传统生漆不能从数码喷印设备喷头中下喷出来,易堵塞喷头,且固化时间长的 缺陷,结合UV油墨的调制过程,将改性生漆与UV油墨制造技术结合,调制成一种既可以数 码喷印,不堵塞喷头,又可以通过UV固化的新型"生漆油墨",使调配得到的"生漆油墨"兼 具生漆和UV油墨二者的优良性能,实现生漆涂饰领域与数码喷印技术领域的跨学科结合 和创新,满足现代工业化生产需求。用新的反应机理合成新的树脂与油墨调配,使得调配的 "生漆油墨"可以在不堵塞喷头的情况下从数码喷墨印刷设备中喷出,且瞬间UV光固化,具 有生漆和UV油墨二者的优良性能,克服原有技术的缺陷。
[0007] 本发明的技术解决方案: 一种用于数码喷印与UV固化的生漆油墨,由下列原料及其质量百分比组成:UV-LED油 墨40%-90%,漆酚2%-50%,环氧树脂0-20%,醛类化合物0. 01%-25%,丙烯酸类单体0. 5%-20%, 稀释剂1%_60%,催化剂0. 05%-3%,助剂0-5%,上述原料的百分比之和为100%。
[0008] 一种用于数码喷印与UV固化的生漆油墨的调制方法,包括如下步骤: 1) 首先从安康漆、平利漆、城口漆、毛坝漆、秦岭漆或者其他生漆中用二甲苯在三口烧 瓶中以质量1:1的比例提取漆酚,静置后取上层清液,得到漆酚二甲苯溶液或用乙醇和丙 酮提取; 2) 然后对漆酚溶液放置反应釜中,加入10%_50%的醛类化合物,将温度控制在30-70°C 进行反应0. 2-2h,交联反应达到要求后停止反应; 3) 反应结束后持续升温脱水,温度达到136°C水脱净,得到漆酚醛类聚合物; 4) 将所得的漆酚醛类树脂继续放在反应釜中,加入一定量的环氧树脂和阻聚剂,控制 温度在35-70°C进行反应0. l_2h,反应结束后停止反应,持续升温脱水,得到漆酚环氧树 脂; 5) 在装有搅拌器、冷凝管、恒压滴液漏斗和温度计的三口烧瓶中,加入一定量的漆酚环 氧树脂和阻聚剂,缓慢搅拌加热到70°C,再缓慢滴加丙烯酸和催化剂的混合液,加热、搅拌, 升温到95°C,严格控制反应温度,反应Ih后每隔25min取样测试反应体系酸值,酸值降到 5mgKOH/g后停止反应,降温得到漆酚环氧丙烯酸酯; 6) 在装有搅拌器、回流冷凝管、恒压滴液漏斗和温度计的三口烧瓶中,加入一定量的乙 醇后搅拌加热至其回流温度(约85°C ),待回流稳定后,在20min内滴加完约2/5的丙烯酸类 单体。滴加完约过15_20min后,再开始滴加溶解好的漆酚环氧丙烯酸酯和剩余的丙烯酸类 单体,滴加 l_3h ;滴加完毕后,升温至80-85°C保温反应2h,中间同时添加适量的光引发剂; 然后,降温至50°C,搅拌滴加氨水或NaOH溶液中和至pH7-8,然后保温搅拌20-30min出料; 7) 将所得的树脂放入搅拌器,加入一定量的UV油墨搅拌10-30min,然后超声分散 15-30min,得到树脂油墨基础共混物; 8) 选择合适的稀释剂和助剂加入体系中进行调配,混合搅拌后超声0_15min,得到可用 于数码喷印设备的UV固化"生漆油墨"。
[0009] 本发明的优点及创新点:克服了生漆及改性生漆不可喷印阻塞喷头和固化时间长 的问题,制成的"生漆油墨"不仅能够通过数码喷印设备直接被"打印"到基材表面,而且弥 补了传统生漆及改性漆干燥条件苛刻及耗时的缺陷,可以通过UV光瞬间固化,整个过程不 超过30秒,可实现机械化作业。同时,制成的"生漆油墨"既保留了原有生漆漆膜附着力 高、耐酸、耐碱、耐水、耐油、耐磨、光泽度高的优点,同时漆液继承了 UV油墨完美的光泽度、 色彩,瞬间固化、不堵塞喷头、低污染、喷印质量耐抗性佳、适用于各种基材的优点,集合了 UV-LED油墨与改性生漆二者的优点,合成工艺简单、条件易于控制、漆膜性能佳,能够广泛 用于装饰、家具、建筑、电子、机械、化工等领域,本发明创造性地应用了 "数码喷印技术"和 "UV固化技术",并结合传统工艺,实现了数码喷印技术的集成创新,使得漆艺彩绘从单纯传 统人工制作向传统工艺和数字化相结合生产的转变。
【具体实施方式】
[0010] 1. -种用于数码喷印与UV固化的生漆油墨,其特征是由下列原料及其质量百分 比组成:UV-LED油墨40%-90%,漆酚2%-50%,环氧树脂0-20%,醛类化合物0. 01%-25%,丙烯 酸类单体0. 5%-20%,稀释剂1%-60%,催化剂0. 05%-3%,助剂0-5%,上述原料的百分比之和为 100% 〇
[0011] 所述UV-LED油墨为UV油墨,主要成分包括:光引发剂、颜料、稀释单体、预聚物和 助剂,在LED光源照射下可立即固化。
[0012] 所述漆酚是从安康漆、平利漆、城口漆、毛坝漆、秦岭漆中的一种或一种以上漆中 用二甲苯溶液提取出的;其中,安康漆:平利漆:城口漆的质量比为1:1. 5:1,安康漆:秦岭 漆为1 :〇. 5,城口漆:毛坝漆:秦岭漆的质量比为1. 5:1:0. 5,煎盘分数65%以上,漆酚含量 的质量比为50%以上。
[0013] 所述醛类化合物为甲醛、糠醛、酚醛、三聚甲醛中的一种或几种,其中,甲醛:糠醛 的质量比为1:0. 5,甲醛:三聚甲醛的质量比为1. 5:1。
[0014] 所述丙烯酸类单体为己二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二 丙烯酸酯、二缩三乙二醇二丙烯酸酯、邻苯二甲酸二乙醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烯三丙烯 酸酯中的一种或二种以上。其中质量比为己二醇二丙烯酸酯:邻苯二甲酸二乙醇二丙烯酸 酯:新戊二醇二丙烯酸酯的质量比为1:2:1,二缩三乙二醇二丙烯酸酯:二缩三丙二醇二丙 烯酸酯:三羟甲基丙烯三丙烯酸酯的质量比为1:1:1。
[0015] 所述稀释剂为二甲苯、乙醇、丙酮、环己酮、防白水(乙二醇单丁醚、乙二醇一丁 醚)、溶剂油(IP2028)中的一种或一种以上,其中,二甲苯:乙醇的质量比为2:1,环己酮:丙 酮的质量比为2:1。
[0016] 所述催化剂为氨水、氯化铵、氢氧化钾、氢氧化钡、氢氧化钙、叔胺类有机碱中的一 种或二种以上,其中,氯化铵:氢氧化钾的质量比为1:0. 5,氢氧化钡与氢氧化钙的质量比 为 2:1〇
[0017] 所述的助剂为分散剂、光引发剂、光敏剂、消泡剂、阻聚剂、润湿剂或流平剂。
[0018] -种用于数码喷印与UV固化的生漆油墨的调制方法,包括如下步骤: 1) 首先从安康漆、平利漆、城口漆、毛坝漆、秦岭漆或者其他生漆中用二甲苯在三口烧 瓶中以质量1:1的比例提取漆酚,静置后取上层清液,得到漆酚二甲苯溶液或用乙醇和丙 酮提取; 2) 然后对漆酚溶液放置反应釜中,加入10%-50%的醛类化合物,将温度控制在30-70°C 进行反应0. 2-2h,交联反应达到要求后停止反应; 3) 反应结束后持续升温脱水,温度达到136°C水脱净,得到漆酚醛类聚合物; 4) 将所得的漆酚醛类树脂继续放在反应釜中,加入一定量的环氧树脂和阻聚剂,控制 温度在35-70°C进行反应0. l_2h,反应结束后停止反应,持续升温脱水,得到漆酚环氧树 脂; 5) 在装有搅拌器、冷凝管、恒压滴液漏斗和温度计的三口烧瓶中,加入一定量的漆酚环 氧树脂和阻
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